Высоковольтный импульсный трансформатор

 

Союз Советскмк

Социапистическнк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 720546 ф .. твайт

- - -Ъ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 15.03.78 (21) 2589942/24-07 (51) М. КЛ. с присоединением заявки М (23) П риоритет

Н 01 F 19/08

Государственный комитет

СССР

IIo делай изобретеиий и открытий

Опубликовано05.03.80. Бюллетень М 9 (5З) Уд" 821.314. .228(088.8) Дата опубликования описания 08.03.80 (72) Автор изобретения

В. В. Полюдов

Ордена Трудового Красного Знамени институт гидродинамики

СО АН СССР (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ТРЛНСФОРМATOP

15

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано пра имущественно при создании источников импульсов высокого напряжения в устройствах для генерирования электронных пучков и интенсивных импульсов рентгеновского излучения.

Известны высоковольтные импульсные трансформаторы, в том числе резонансные трансформаторы Тесла, например, с обмотками, выполненными из широкой электропроводяшей ленты Ll).

Известные трансформаторы отличаются сложностью технологии выполнения обмоток и сложностью обеспечения высокой надежности электрической изоляции между витками.

Известен также высоковольтный импульсный трансформатор, содержащий( первичный виток и вторичную обмотку, выполненную в виде однослойной катушки, помещенной коаксиально с первичным витком 2 .

В этом трансформаторе ко вторичной обмотке подключен малоиндуктивный кон-! денсатор, емкость которого превышает собственную емкость витков вторичной обмотки. Зазор между витками первичной и вторичной обмотки заполнен диэлектриком.

Недостатком известного трансформатора является большая вероятность пробоя между витками вторичной обмотки за счет возникновения повышенных градиентов напряжения при быстром разряде малоиндуктивного конденсатора, подключенного ко вторичной обмотке. Необходимо отметить, что известные трансформаторы имеют невысокую удельную мощность, а следовательно, и большие габариты.

Кроме того, увели ение емкости дополнительного конденсатора приводит к увеличению времени нарастания высокого напряжения.

Целью изобретения является умень шение вероятности пробоя между витка3 720546 мн вторичной обмотки и уменьшение габа- m ритов трансформатора. йля этого в предлагаемом трансформаторе витки вторичной обмотки имеют о переменное сечение, плавно уменьшающееся от высоковольтного вывода. д

За счет изменения сечения витков вт(ричной обмотки суммарный электрии ческий индуцированный заряд на поверх- . т ности каждого витка приближается к 10 нулю. При этом конденсатор,, образованн ный витками вторичной обмотки и пер- . вичным витком в стадии разряда, экви- н валентен отрезку коаксиальной JIHHHH ° и

B оптимальном случае размер каждого 1 т из последующих витков определяется из условия, что электрический заряд, за- . в пасенный в емкости между предыдушим е (n — 1) и последующим (n) витками, близок по значению или равен полному 20 п электрическому заряду, запасенному в н емкостях всех предыдущих витков по оТ- у ношению к первичному витку. п

Йпя случая, когда напряжение растет с линейно вдоль витков, геометрические раз- 5 р меры определяются из соотношения: с где N — число витков от зануленного конца;

O — ширина витка; д — величина зазора между первич. 1 ным витком и вторичной обмоткой; (1 — высота витка;

1 б- зазор между соседними вит2 ками, На чертеже изображен высоковольтный импульсный трансформатор.

Трансформатор состоит из первичного

40 витка 1, представляющего собой полый цилиндр, выполненный из электропроводного материала с разрезом по образующей.

Через коммутирующий разрядник 2 к витку подключена батарея конденсаторов 4

3. Вторичная обмотка 4 расположена коаксиально с первичным витком„Витки обмотки 4 имеют переменное сечение и их высота уменьшается QT высоковольтного вывода 5.

Низковольтный вывод соединен с первичным витком, при этом витки вторичной обмотки образуют с первичным витком;шншо с распределенными параметрамц, замкнутую у низковольтного конца.

K высоковольтному выводу подключен р lpslfl,(!ый промежутоке Для инициирова

fH разрядника 2 используется трансформатор 6 поджига, Трансформатор работает следующим бразом.

В исходном состоянии батарея коненсаторов 3 заряжена до напряжения

В заданный момент времени заускается коммутатор (разрядник 2) от рансформатора 6 поджига. Батарея онденсаторов подключается к первичому витку. Во вторичной обмотке трансформируется импульс высокого напряже- ° ия, при этом происходит зарядка расределенных межвитковых и межобмоочных емкостей.

При закорачивании высоковольтного

ывода межобмоточные и межвитковые мкости разряжаются на нагрузку помимо витков вторичной обмотки, при этом рактически не меняется распределение апряжения вдоль витков обмотки, что меньшает возможность возникновения робоев между соседними витками. B тадии разряда первичный виток и втоичная обмотка представляют собой коакиальный конденсатор, что позволяет обойтись без дополнительного малоиндуктивного конденсатора. Это дает возможность увеличить удельную мошность трансформатора и, .следовательно, уменьшить его габариты.

Формула изобретения

Высоковольтный импульсный трансформатор, содержащий первичный виток и вторичную обмотку с высоковольтным выводом, выполненную в виде однослойной катушки, помещенной коаксиально с первичным витком, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения вероятности пробоев межвитковой изоляции и уменьшения габаритов трансформатора, витки вторичной обмотки имеют переменное сечение, непрерывно умень-. шающееся от высоковольтного вывода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Финкельштейн, Гольдберг, Шухатовиц, Схема для получения высоковольтных импульсов, Приборы для научных исследований", 1966, N. 2, с. 15.

2. Авторское свидетельство СССР.

% 224712, кл. Н 05 Н 5/06, 1968.

720546 илиал ППП "Патен "

" . тент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4

Бабенко

Ре ак дактор Ю. Челюканов Техред Q. алагеза К орректор Е, Папи аз 10233/41 1 44

Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

35, Москва, Ж-З5, Рауыская иаб., д. 4/5